JP4852825B2 - 燃料電池 - Google Patents
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Description
水素を選択的に透過させる水素透過性金属層と、プロトン伝導性を有する電解質層と、を積層させた電解質膜と、
前記電解質膜の前記電解質層側表面に設けられたカソード電極と、を備え、
前記電解質膜は、前記電解質層の端部において、前記水素透過性金属層と前記電解質層との剥離を抑制する剥離抑制構造を有し、
前記カソード電極は、前記電解質膜の前記剥離抑制構造が設けられている部分を避けて配置されており、
前記剥離抑制構造は、前記水素透過性金属層と前記電解質層とのそれぞれの接触面に形成された互いに整合する凹凸部を有する。
A.第1実施例:
A−1.燃料電池の構成:
A−2.MEAの構造:
A−3.第1参考例:
B.第2参考例:
B−1.MEAの構造:
B−2.第2参考例の変形例:
C.その他の変形例:
A−1.燃料電池の構成:
図1は、本発明の第1実施例としての燃料電池の構成を概略的に示す説明図である。図1には、燃料電池を構成するセル10の断面構造を模式的に表している。このセル10は、膜・電極接合体100の両面を、セパレータ200で挟むことによって構成されている。なお、図示は省略したが、膜・電極接合体100の外周部は、ステンレス製のフレームによって支持されている。
図2は、第1実施例におけるMEA100Aの構造を概略的に示す説明図である。図2(a)にはMEA100Aの断面を、図2(b)にはMEA100Aのカソード電極130側の平面を、それぞれ示している。第1実施例のMEA100Aでは、電解質層120の端部において、水素透過性金属層110と電解質層120とのそれぞれの接触面に、互いに整合する凹凸部310が形成されている。なお、図2(a)には、図示の便宜上、凹凸部310を規則的で角の尖った形状として表しているが、凹凸部310は不規則な凹凸形状であってもよく、また角が尖っていない形状であってもよい。
図4は、第1参考例としての燃料電池におけるMEA100の断面を概略的に示す説明図である。図4には、2つの第1参考例としてのMEA100BおよびMEA100Cを示している。第1参考例のそれぞれと第1実施例との違いは、剥離抑制構造として機能する部分の態様であり、その他の点は第1実施例と同じである。
B−1.MEAの構造:
図5は、第2参考例としての燃料電池におけるMEA100Dの構造を概略的に示す説明図である。図5(a)にはMEA100Dの断面を、図5(b)にはMEA100Dのカソード電極130側の平面を、それぞれ示している。図2に示した第1実施例との違いは、第2参考例では、電解質層120の端部における剥離の発生を抑制するために、接着部140を用いている点である。
図6は、第2参考例の変形例としての燃料電池におけるMEA100の断面を概略的に示す説明図である。図6には、2つの変形例としてのMEA100EおよびMEA100Fを示している。変形例のそれぞれと第2参考例との違いは、接着部140の形成の態様であり、その他の点は第2参考例と同じである。
図7は、その他の変形例としての燃料電池におけるMEA100Gの構造を概略的に示す説明図である。図7(a)にはMEA100Gの断面を、図7(b)にはMEA100Gのカソード電極130側の平面を、それぞれ示している。図2に示した第1実施例との違いは、図7に示したMEA100Gは、水素透過性金属層110の表面に電解質層120が形成されていない部分(以下「電解質層非形成部320」と呼ぶ)を有することである。すなわち、MEA100Gでは、電解質層120は、水素透過性金属層110の表面に島状に形成されている。
100...膜・電極接合体(MEA)
110...水素透過性金属層
112...凹部
114...凸部
116...凹部
120...電解質層
122...電解質層端部
124...電解質層端部
130...カソード電極
140...接着部
200...セパレータ
310...凹凸部
320...電解質層非形成部
Claims (2)
- 燃料電池であって、
水素を選択的に透過させる水素透過性金属層と、プロトン伝導性を有する電解質層と、を積層させた電解質膜と、
前記電解質膜の前記電解質層側表面に設けられたカソード電極と、を備え、
前記電解質膜は、前記電解質層の端部において、前記水素透過性金属層と前記電解質層との剥離を抑制する剥離抑制構造を有し、
前記カソード電極は、前記電解質膜の前記剥離抑制構造が設けられている部分を避けて配置されており、
前記剥離抑制構造は、前記水素透過性金属層と前記電解質層とのそれぞれの接触面に形成された互いに整合する凹凸部を有する、燃料電池。 - 請求項1に記載の燃料電池であって、
前記電解質膜は、前記水素透過性金属層上に前記電解質層が形成されていない電解質層非形成部を有する、燃料電池。
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